资源简介

4　波的反射与折射
1～4题每题5分，共20分
考点一　波的反射现象
1．下列现象中利用波的反射的有(　　)
①手附耳旁听远处的人说话
②医生给病人做超声波检查
③雷达的工作原理
④潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．①②③④
2．机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射，如果用射线表示波的传播方向，下列说法正确的是(　　)
A．入射波线与反射波线一定在同一平面内，法线与这一平面垂直
B．入射波线与反射波线可能在法线同侧
C．“回声”是声波的反射现象
D．“回声”是声波的折射现象
考点二　波的折射现象
3．一列机械波从甲介质进入乙介质继续传播，下列选项一定不发生变化的是(　　)
A．波长 B．波速大小
C．频率 D．传播方向
4. 图中1、2、3分别代表入射波线、反射波线、折射波线，则(　　)
A．2与1的波长、频率相等，波速不等
B．2与1的波速、频率相等，波长不等
C．3与1的波速、频率、波长均相等
D．3与1的频率相等，波速、波长均不等
5～7题每题6分，8～9题每题7分，共32分
5．(多选)(2023·昆明一中月考)以下关于波的认识，正确的是(　　)
A．潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，利用的是波的反射原理
B．隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，从而达到隐形的目的
C．超声雷达的工作原理是利用波的折射
D．水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
6. 如图所示，一列水波在两种不同深度水体A、B的分界面上同时发生了反射和折射，其中反射波与折射波的(　　)
A．波长相同 B．波速大小相同
C．周期相同 D．传播方向相同
7．当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.3 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.6 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为(　　)
A．221 m B．442 m C．374 m D．646 m
8．(7分)有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？(v声＝340 m/s)
9．(7分)(2023·长郡中学模拟)天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在水平地面与观测者距离为d＝3.0 km处进行一次爆炸实验，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt＝6.0 s，试估算云层下表面距水平地面的高度。(已知空气中的声速v＝ km/s)
10．(8分)(2023·黄冈中学月考)如图甲是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收的信号间的时间差，测出被测车辆的速度。图乙中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔Δt＝1.0 s，超声波在空气中传播的速度是v＝340 m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图乙可知，汽车在接收到P1、P2两个信号的时间间隔内前进的距离是____________ m，汽车的速度是________ m/s。
4　波的反射与折射
1．D　2.C
3．C　[机械波从甲介质进入乙介质继续传播，不变的是频率，故C正确。]
4．D　[波线1、2都在介质a中，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错；波线1、3是在两种不同介质中，波速不同，但波源没变，因而频率相等，波速改变，由λ＝得波长改变，故C错，D对。]
5．ABD　[潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，利用了波的反射原理，A正确；隐形飞机隐形的原理是通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量，使雷达等防空探测器无法发现，可在隐形飞机机身表面涂高效吸收电磁波的物质，或使用吸收雷达电磁波的材料，或利用自身怪异的外形改变反射电磁波的方向，这样在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，使得隐形飞机很难被发现，B正确；超声雷达发射超声波，然后根据被障碍物反射回的波判断状况，即利用波的反射，C错误；水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，D正确。]
6．C　[波从一种介质进入另一种介质，频率(周期)不变，由于波速取决于介质，所以波速改变，由λ＝知波长发生变化，由题图可知传播方向不同，故C正确，A、B、D错误。]
7．C　[右边的声波从发出到反射回来所用时间为t1＝0.3 s，左边的声波从发出到反射回来所用的时间为t2＝1.9 s。山谷的宽度s＝v(t1＋t2)＝×340×2.2 m＝374 m，故C正确。]
8．325 m
解析　汽车匀速行驶，速度为v车＝15 m/s，声音在空气中传播速度不变，汽车从鸣笛到听到回声，二者运动时间相同，如图所示。
设汽车在A点鸣笛，A点到山崖B的距离为x1，汽车运动到C点听到回声，设AC距离为x2，CB距离为x，因二者运动时间相同，则有x1＝x2＋x①
x1＋x＝v声t②
x2＝v车t③
联立①②③得x＝325 m。
9．见解析
解析　由题意画出声波传播平面图，如图所示。
设云层下表面距水平地面的高度为h，则由云层反射来的爆炸声传播的距离为s＝2，
声音经云层反射传来的时间为
t1＝，
声音直接传来的时间为t2＝，
则Δt＝t1－t2，
联立以上各式并代入数据，
解得h＝2.0 km。
10．17　17.9
解析　设汽车在接收到P1、P2两个信号时距测速仪的距离分别为s1、s2，则
s1＝v·Δt＝0.2vΔt＝68 m
s2＝v·Δt＝0.15vΔt＝51 m
汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离为
s＝s1－s2＝17 m。
已知测速仪匀速扫描，由题图乙记录的数据可求出汽车前进这段距离所用时间为
t＝Δt＝0.95 s。
汽车的速度v＝＝ m/s
≈17.9 m/s。4　波的反射与折射
[学习目标]　1.通过观察实验及生活现象，知道波的反射现象，了解波的反射定律。2.通过实验知道波的折射现象，了解波的折射定律。
一、波的反射现象
我们在山中大声说话时，会听到回声，这属于波的什么现象？请举例生活中的同类现象。
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1．波面和波线
(1)波面：从波源发出的波经过相同传播时间到达的各点所组成的面，也就是相位相同的点组成的面，称为____________，简称________。
波面是球面的波称为____________，波面是平面的波称为____________。
(2)波线：用来表示波的传播方向的线称为波线，波线与各个波面总是____________，如图甲、乙所示。
2．反射现象：波在传播的过程中，遇到两种介质的界面时返回到原介质继续传播的现象叫作波的反射。
3．反射规律：机械波在两种介质的界面处要发生反射，反射波线与入射波线、法线位于____________内，反射波线与入射波线位于________的两侧；反射角________入射角。
在波的反射现象中，反射波与入射波的频率相同吗？波长相同吗？
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例1　在均匀介质中，关于波线和波面，下列说法正确的是(　　)
A．波面一定是球面(形状)
B．波线一定是平行的
C．波线有时候与波面垂直，有时候与波面平行
D．同一波源的不同波面上的各点振动周期相同
例2　(多选)下列哪些现象是由声音的反射形成的(　　)
A．夏天下雨时，我们总是先看到闪电，后听到雷声
B．北京天坛的回音壁的回音现象
C．同样高的声音在房间里比在旷野里听起来响亮些
D．在火车站候车大厅中，我们有时听不清广播的声音
例3　某测量员利用回声测距，他站在两平行竖直墙壁间某一位置(不是中间位置)鸣枪，经过1 s第一次听到回声，又经过0.5 s再次听到回声，已知声速为340 m/s，则两墙壁间的距离为多少？
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回声测距的三种情况
1．当声源不动时，声波遇到了障碍物后会返回继续传播，反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下用的时间相等，设经时间t听到回声，则声源到障碍物的距离为s＝v声·。
2．当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声＋v)·。
3．当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声－v)·。
二、波的折射现象
风向决定了海浪传播的方向，风向会变，但海岸线不变并且不在一条直线上，但到达岸边的海浪总是平行于海岸线，这说明海浪在传播过程中有什么变化？
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1．波的折射：波在传播过程中，从一种介质________另一种介质时，波传播的方向发生________的现象叫作波的折射。
2．水波的折射：水波从深水区进入浅水区时，频率________________，但水波在深水区的传播速率比在浅水区快，所以水波在深水区传播时的波长比在浅水区时________。
在波的折射现象中，折射波与入射波的频率相同吗？波长相同吗？
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例4　(2023·湖南省岳阳县第一中学期中)一列声波在空气中的波长为0.2 m，当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若空气中的声速是340 m/s。求：
(1)该声波在介质Ⅱ中传播时的频率；
(2)该声波在介质Ⅱ中传播的速度大小。
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答案精析
一、
波的反射。如：夏日的雷声轰鸣不绝；在空房间里讲话声音更响亮等。
梳理与总结
1．(1)波阵面　波面　球面波
平面波　(2)垂直的
3．同一平面　法线　等于
讨论交流
在波的反射现象中，反射波和入射波的频率都与波源的频率相同；反射时波在同种介质中传播，波速相同，由v＝λf可知，波长也相同。
二、
海浪在传播过程中方向发生了变化
梳理与总结
1．进入　偏折
2．保持不变　长
讨论交流
波的频率是由波源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此折射波与入射波的频率相同。
波速是由介质决定的，折射波与入射波在不同介质中传播，因此波速改变。
波长是由频率和波速共同决定的，在波的折射中，当进入新的介质中波速增大时，由λ＝可知波长变长，反之变短，因此波长不同。
例1　D　[波面可以是球面(形状)，也可以是平面(形状)，故A错误；波线可以是平行的，如平面波的波线，也可以是不平行的，如球面波的波线，故B错误；波线总是与波面垂直，故C错误；同一波源的不同波面上的各点振动周期相同，都等于波源的周期，故D正确。]
例2　BCD　[先看到闪电，后听到雷声是由于光比声音传播得快，不是声音的反射，选项A不符合题意；北京天坛的回音壁的回音现象属于声音的反射，选项B符合题意；同样高的声音在房间里比在旷野里听起来响亮些，描述的是声音的反射现象，选项C符合题意；在火车站候车大厅中，我们有时听不清广播的声音，也是声音的反射造成的，选项D符合题意。]
例3　425 m
解析　设两墙壁间的距离为s，测量员离较近的墙壁的距离为x，则他离较远的墙壁的距离为s－x，
第一次听到回声时，2x＝vt1
第二次听到回声时，2(s－x)＝v(t1＋Δt)
其中Δt＝0.5 s，t1＝1 s，代入数据解得：s＝425 m。
例4　(1)1 700 Hz　(2)1 020 m/s
解析　(1)声波在空气中传播时，
由v＝λf
可得声波在空气中传播时的频率
f＝＝ Hz＝1 700 Hz
由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为1 700 Hz。
(2)由v＝λf得声波在介质Ⅱ中的传播速度大小为v2＝λ2f＝0.6×1 700 m/s＝1 020 m/s。(共39张PPT)
DISANZHANG
第三章
4　波的反射与折射
1.通过观察实验及生活现象，知道波的反射现象，了解波的反射定律。
2.通过实验知道波的折射现象，了解波的折射定律。
学习目标
一、波的反射现象
二、波的折射现象
课时对点练
内容索引
波的反射现象
一
我们在山中大声说话时，会听到回声，这属于波的什么现象？请举例生活中的同类现象。
答案　波的反射。如：夏日的雷声轰鸣不绝；在空房间里讲话声音更响亮等。
1.波面和波线
(1)波面：从波源发出的波经过相同传播时间到达的各点所组成的面，也就是相位相同的点组成的面，称为_______，简称_____。
波面是球面的波称为_______，波面是平面的波称为_______。
(2)波线：用来表示波的传播方向的线称为波线，波线与各个波面总是_______，如图甲、乙所示。
梳理与总结
波阵面
波面
球面波
平面波
垂直的
2.反射现象：波在传播的过程中，遇到两种介质的界面时返回到原介质继续传播的现象叫作波的反射。
3.反射规律：机械波在两种介质的界面处要发生反射，反射波线与入射波线、法线位于_________内，反射波线与入射波线位于_____的两侧；反射角______入射角。
同一平面
法线
等于
在波的反射现象中，反射波与入射波的频率相同吗？波长相同吗？
讨论交流
答案　在波的反射现象中，反射波和入射波的频率都与波源的频率相同；反射时波在同种介质中传播，波速相同，由v＝λf可知，波长也相同。
　在均匀介质中，关于波线和波面，下列说法正确的是
A.波面一定是球面(形状)
B.波线一定是平行的
C.波线有时候与波面垂直，有时候与波面平行
D.同一波源的不同波面上的各点振动周期相同
例1
√
波面可以是球面(形状)，也可以是平面(形状)，故A错误；
波线可以是平行的，如平面波的波线，也可以是不平行的，如球面波的波线，故B错误；
波线总是与波面垂直，故C错误；
同一波源的不同波面上的各点振动周期相同，都等于波源的周期，故D正确。
　(多选)下列哪些现象是由声音的反射形成的
A.夏天下雨时，我们总是先看到闪电，后听到雷声
B.北京天坛的回音壁的回音现象
C.同样高的声音在房间里比在旷野里听起来响亮些
D.在火车站候车大厅中，我们有时听不清广播的声音
例2
√
√
√
先看到闪电，后听到雷声是由于光比声音传播得快，不是声音的反射，选项A不符合题意；
北京天坛的回音壁的回音现象属于声音的反射，选项B符合题意；
同样高的声音在房间里比在旷野里听起来响亮些，描述的是声音的反射现象，选项C符合题意；
在火车站候车大厅中，我们有时听不清广播的声音，也是声音的反射造成的，选项D符合题意。
　某测量员利用回声测距，他站在两平行竖直墙壁间某一位置(不是中间位置)鸣枪，经过1 s第一次听到回声，又经过0.5 s再次听到回声，已知声速为340 m/s，则两墙壁间的距离为多少？
例3
答案　425 m
设两墙壁间的距离为s，测量员离较近的墙壁的距离为x，则他离较远的墙壁的距离为s－x，
第一次听到回声时，2x＝vt1
第二次听到回声时，2(s－x)＝v(t1＋Δt)
其中Δt＝0.5 s，t1＝1 s，代入数据解得：s＝425 m。
总结提升
返回
回声测距的三种情况
1.当声源不动时，声波遇到了障碍物后会返回继续传播，反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下用的时间相等，设经时间t听到回声，则声源到障碍物的距离为s＝v声· 。
2.当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声＋v)· 。
3.当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离静止的声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声－v)· 。
波的折射现象
二
风向决定了海浪传播的方向，风向会变，但海岸线不变并且不在一条直线上，但到达岸边的海浪总是平行于海岸线，这说明海浪在传播过程中有什么变化？
答案　海浪在传播过程中方向发生了变化
1.波的折射：波在传播过程中，从一种介质______另一种介质时，波传播的方向发生______的现象叫作波的折射。
2.水波的折射：水波从深水区进入浅水区时，频率_________，但水波在深水区的传播速率比在浅水区快，所以水波在深水区传播时的波长比在浅水区时 。
梳理与总结
进入
偏折
保持不变
长
讨论交流
答案　波的频率是由波源决定的，介质中各个质点的振动都是受迫振动，因此折射波与入射波的频率相同。
波速是由介质决定的，折射波与入射波在不同介质中传播，因此波速改变。
在波的折射现象中，折射波与入射波的频率相同吗？波长相同吗？
　(2023·湖南省岳阳县第一中学期中)一列声波在空气中的波长为0.2 m，当该声波从空气中以某一角度传入介质Ⅱ中时，波长变为0.6 m，如图所示，若空气中的声速是340 m/s。求：
(1)该声波在介质Ⅱ中传播时的频率；
例4
声波在空气中传播时，由v＝λf
可得声波在空气中传播时的频率
答案　1 700 Hz
由于声波在不同介质中传播时，频率不变，所以声波在介质Ⅱ中传播时，频率为1 700 Hz。
(2)该声波在介质Ⅱ中传播的速度大小。
由v＝λf得声波在介质Ⅱ中的传播速度大小为v2＝λ2f＝0.6×1 700 m/s＝1 020 m/s。
答案　1 020 m/s
返回
课时对点练
三
考点一　波的反射现象
1.下列现象中利用波的反射的有
①手附耳旁听远处的人说话
②医生给病人做超声波检查
③雷达的工作原理
④潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.①②③④
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
基础对点练
√
1
2
3
4
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9
10
手附耳旁听远处的人说活，利用声波的反射使能量集中，听得更清楚，①正确；
超声波检查身体利用了波的反射，②正确；
雷达是利用了电磁波的反射，③正确；
潜艇声呐探测利用了超声波的反射，④正确；故选D。
2.机械波在传播过程中遇到障碍物时会发生反射，如果用射线表示波的传播方向，下列说法正确的是
A.入射波线与反射波线一定在同一平面内，法线与这一平面垂直
B.入射波线与反射波线可能在法线同侧
C.“回声”是声波的反射现象
D.“回声”是声波的折射现象
1
2
3
4
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√
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2
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9
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波的反射遵守波的反射规律，即反射波线和入射波线与法线在同一平面内，分居法线两侧，故A、B错误；
声波遇到障碍物时可发生反射，形成回声，因此“回声”是声波的反射现象，故C正确，D错误。
考点二　波的折射现象
3.一列机械波从甲介质进入乙介质继续传播，下列选项一定不发生变化的是
A.波长 B.波速大小
C.频率 D.传播方向
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
机械波从甲介质进入乙介质继续传播，不变的是频率，故C正确。
4.图中1、2、3分别代表入射波线、反射波线、折射波线，则
A.2与1的波长、频率相等，波速不等
B.2与1的波速、频率相等，波长不等
C.3与1的波速、频率、波长均相等
D.3与1的频率相等，波速、波长均不等
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
√
波线1、2都在介质a中，故1、2的频率、波速、波长均相等，A、B错；
5.(多选)(2023·昆明一中月考)以下关于波的认识，正确的是
A.潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，利用的是波的反射原理
B.隐形飞机怪异的外形及表面涂特殊隐形物质，是为了减少波的反射，
从而达到隐形的目的
C.超声雷达的工作原理是利用波的折射
D.水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象
1
2
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√
√
√
能力综合练
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潜艇利用声呐探测周围物体的分布情况，利用了波的反射原理，A正确；
隐形飞机隐形的原理是通过降低飞机的声、光、电等可探测特征量，使雷达等防空探测器无法发现，可在隐形飞机机身表面涂高效吸收电磁波的物质，或使用吸收雷达电磁波的材料，或利用自身怪异的外形改变反射电磁波的方向，这样在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱，使得隐形飞机很难被发现，B正确；
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超声雷达发射超声波，然后根据被障碍物反射回的波判断状况，即利用波的反射，C错误；
水波从深水区传到浅水区改变传播方向的现象，是波的折射现象，D正确。
6.如图所示，一列水波在两种不同深度水体A、B的分界面上同时发生了反射和折射，其中反射波与折射波的
A.波长相同 B.波速大小相同
C.周期相同 D.传播方向相同
1
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√
7.当一个探险者进入一个山谷后，为了估测出山谷的宽度，他吼一声后，经过0.3 s听到右边山坡反射回来的声音，又经过1.6 s后听到左边山坡反射回来的声音，若声速为340 m/s，则这个山谷的宽度约为
A.221 m B.442 m
C.374 m D.646 m
√
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8.有一辆汽车以15 m/s的速度匀速行驶，在其正前方有一陡峭山崖，汽车鸣笛2 s后司机听到回声，此时汽车距山崖的距离有多远？(v声＝340 m/s)
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答案　325 m
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汽车匀速行驶，速度为v车＝15 m/s，声音在空气中传播速度不变，汽车从鸣笛到听到回声，二者运动时间相同，如图所示。
设汽车在A点鸣笛，A点到山崖B的距离为x1，汽车运动到C点听到回声，设AC距离为x2，CB距离为x，因二者运动时间相同，则有x1＝x2＋x ①
x1＋x＝v声t ②
x2＝v车t ③
联立①②③得x＝325 m。
9.(2023·长郡中学模拟)天空有近似等高的浓云层。为了测量云层的高度，在水平地面与观测者距离为d＝3.0 km处进行一次爆炸实验，观测者听到由空气直接传来的爆炸声和由云层反射来的爆炸声时间上相差Δt＝6.0 s，试估算云层下表面距水平地面的高度。(已知空气中的声速v＝ km/s)
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由题意画出声波传播平面图，如图所示。
则Δt＝t1－t2，
联立以上各式并代入数据，解得h＝2.0 km。
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10.(2023·黄冈中学月考)如图甲是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收的信号间的时间差，测出被测车辆的速度。图乙中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔Δt＝1.0 s，超声波在空气中传播的速度是v＝340 m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图乙可知，汽车在接收到P1、P2两个信号的时间间隔内前进的距离是_____ m，汽车的速度是_____ m/s。
尖子生选练
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设汽车在接收到P1、P2两个信号时距测速仪的距离分别为s1、s2，则
汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离为s＝s1－s2＝17 m。
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已知测速仪匀速扫描，由题图乙记录的数据可求出汽车前进这段距离所用时间为
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